SU735356A1

SU735356A1 - Apparatus for drawing metal with applying ultrasonic oscillations on tool

Info

Publication number: SU735356A1
Application number: SU772551312A
Authority: SU
Inventors: Лев Дмитриевич Певницкий; Эдуард Федорович Попов; Игорь Васильевич Грибков; Рихард Степанович Бирман; Анатолий Самуилович Шапиро; Владимир Ильич Петухов; Юрий Сергеевич Асташкин; Александр Михайлович Зубко
Original assignee: Московский металлургический завод "Серп и молот"
Priority date: 1977-12-02
Filing date: 1977-12-02
Publication date: 1980-05-25

Description

Изобретение относится к волочильному производству.The invention relates to drawing production.

Известно устройство для волочения металла с наложением ультразвуковых колебаний на инструмент, включающее, по меньшей мере, один электромеханический преобразователь ультразвуковых колебаний и соединенный соосно с ним трансформатор колебаний, перпендикулярно оси которых расположен волочильный инструмент, выполненный в вице корпуса, в котором ус-¹⁰тановлены напорная и рабочая волоки, зафиксированные в корпусе резьбовой пробкой с каналом [1}.A device for drawing metal overlay ultrasonic vibrations to the tool, comprising at least one electromechanical transducer connected to the ultrasonic vibration and coaxially with the oscillation transformer, which is perpendicular to the axis of drawing tools adapted vice body in which pressurized INSTALLS ¹⁰ tanovleny and working dies fixed in the housing by a threaded plug with a channel [1}.

Недостатком такого устройства являет— ся воздействие на очаг деформации лишь одного вида колебаний - продольных. Это приводит, с одной стороны, к снижению только касательной составляющей силы трения, а с другой, не позволяет, реализовать _м эффект влияния ультразвука на перемешивание смазки, подаваемой в очаг деформации в дисперсном виде, например в .диде мыльного порошка.A disadvantage of such a device is the effect on the deformation zone of only one type of vibration - longitudinal. This results, on the one hand, to reduce only the tangential component of the friction force, and on the other, does not allow to realize the effect of ultrasound _m influence on the stirring of lubrication supplied to the rolling gap in the particulate form, for example in .dide soap powder.

Цель изобретения - снижение усилия волочения, увеличение единичного обжатия и улучшение условий смазки.The purpose of the invention is the reduction of the drawing force, the increase in a single compression and the improvement of lubrication conditions.

Это достигается тем, что на корпусе инструмента в месте контакта с трансформатором колебаний выполнен паз, размеры которого кратны половине длины изгибной ультразвуковой волны, а напорная и рабочая волоки размещены в узлах смещений изгибных ультразвуковых колебаний, при этом канал резьбовой пробки выполнен с винтовой канавкой, шаг которой равен восьмой части длины продольной ультразвуковой волны.This is achieved by the fact that a groove is made on the tool body at the point of contact with the oscillation transformer, the dimensions of which are a multiple of half the length of the bending ultrasonic wave, and the pressure and working dies are located in the offset nodes of the bending ultrasonic vibrations, while the threaded plug channel is made with a helical groove, step which is equal to the eighth of the length of the longitudinal ultrasonic wave.

На чертеже изображено устройство (про Дольный разрез) и эпюры распрелеления амплитуд смещений продольных (а), поперечных (б) и изгибных (в) ультразвуковых колебаний в корпусе волочильного инструмента.The drawing shows a device (about a longitudinal section) and diagrams of the distribution of the amplitudes of displacements of longitudinal (a), transverse (b) and bending (c) ultrasonic vibrations in the body of the drawing tool.

Устройство включает электромеханические преобразователи 1, соединенные соосно с ними трансформаторы 2 колебаний, свободные торны которых соединены с распо735356 л'оженным перпендикулярно их оси корпусом 3 волочильного инструмента, в котором расположены напорная 4 и рабочая 5 во'лойи, плотно закрепленные втулкой 6 и поджатые резьбовой пробкой 7 с каналом 5 8, выполненным с винтовой канавкой 9 с шагом, кратным восьмой Части длины продольной ультразвуковой волны. В месте контакта трансформаторов 2 колебаний с корпусом 3 на последнем выполнены пазы 10 10, например, квадратной формы, размеры которых кратны половине длины волны изгибных ультразвуковых колебаний, а напорная 4 и рабочая 5 волоки расположены в узлах смещений изгибных ультра- 15 звуковых колебаний. Длина корпуса 3 выбрана равной половине длины волны продольных ультразвуковых колебаний.The device includes electromechanical transducers 1, oscillation transformers 2 connected coaxially with them, free torsos of which are connected to the housing 3 of the drawing tool perpendicular to their axis, in which the pressure head 4 and the working 5 of the sleeve are located, tightly fixed by a sleeve 6 and pressed by a threaded plug 7 with a channel 5 8 made with a helical groove 9 in increments that are a multiple of the eighth of the length of the longitudinal ultrasonic wave. At the contact point of the oscillation transformers 2 with the housing 3, the latter has grooves 10 10, for example, of a square shape, the dimensions of which are a multiple of half the wavelength of the bending ultrasonic vibrations, and the pressure 4 and working 5 dies are located at the bias nodes of the bending ultra-15 sound vibrations. The length of the housing 3 is chosen equal to half the wavelength of the longitudinal ultrasonic vibrations.

Устройство работает следующим обра- 20 зом. - .................. - ..................The device operates as follows. - .................. - ..................

При возбуждении электромеханических преобразователей 1 продольные ультразвуковые колебания возбуждаются в трансформаторах 2 колебаний и усиливаются 25 .ими. Трансформаторы 2 колебаний воз бу ж-, дают в зоне пазов 10 изгибнЫе ультразвуковые колебания, узлы смещений которых, т.е.' пучности знакопеременных напряжений, приходятся на сечения, в которых ₍30 размещаются напорная, 4.и рабочая 5 волоки, а пучность-смещений приходится на -‘сёчёнйё, Проходящее через зону создания повышенного давления смазки между напорной и рабочей волоками. В корпусе 3 35 волочильного инструмента вследствие выбранных его размеров возникают при этом продольно-поперечные колебания, а в резьбовой пробке 7, за счет выполнения канавок 9 по винтовой линии, возникают про- ⁴⁰дольно-крутильные колебания. При реализации винтовой линии с шагом, равным восьмой части длины продольных колебаний, наблюдается интенсивное перемешивание и подача порошкообразной смазки 45 в очаг деформации. .When electromechanical transducers 1 are excited, longitudinal ultrasonic vibrations are excited in transformer 2 of the oscillations and amplified by 25. Transformers of 2 oscillations excite, give in the groove zone 10 bending ultrasonic vibrations, the displacement nodes of which, i.e., antinodes of alternating stresses fall on sections in which ₍ 30 are pressure, 4. and working 5 dies, and antinodes-offsets are cut, passing through the zone of increased lubrication pressure between the pressure and working dies. In the case of 3 35 drawing selected tool due its dimensions arise with longitudinally transverse vibrations, and a threaded plug 7, by making the grooves 9 along a helical line having ^{longitudinally-40} pro- torsional vibrations. in implementing a helix with a pitch equal to Sun my part of the length of the longitudinal oscillations observed vigorous stirring and feeding the powder lubricant 45 in the deformation zone..

Наличие пазов 10 позволяет реализовать воздействие на напорную 4 и рабочую 5 вблбки как' продольно-поперечных ультразвуковых колебаний, распространяю- ⁵⁰щихся в корпусе 3, так и изгибных ультразвуковых колебаний в зоне пазов 10.The presence of the slots 10 allows to realize the effect on the pressure and working 4 5 vblbki as "longitudinal-transverse ultrasonic vibrations propagating schihsya ⁵⁰ in the casing 3 and bending the ultrasonic vibrations in the area of slots 10.

Состояние протягиваемого металла в очаге деформации при этом характеризу- ₅₅ /'//етбя· как сложно-напряженное,, что приводит к более эффективному воздействию ультразвука на пластические свойства' протягиваемого металла.In this case, the state of the metal being drawn in the deformation zone is characterized as ₅₅ / '// as · complex-stressed, which leads to a more effective effect of ultrasound on the plastic properties of the metal being drawn.

Выполнение канавок по винтовой линии вдоль канала резьбовой пробки инструмента создает сложный вид ультразвуковых колебаний с присутствием продольной и крутильной составляющих, что приводит к снижению' нормальной и касательной состав^ лающих сил контактного трения и интенсифицирует воздействие ультразвука на напорную 4 и рабочую 5 волоки.Performing helical grooves along the channel of the screw plug of the tool creates a complex type of ultrasonic vibrations with the presence of longitudinal and torsional components, which leads to a decrease in the normal and tangential components of the contact friction forces and intensifies the effect of ultrasound on pressure 4 and working 5 fibers.

При применении современных видов сМазки с исходным состоянием в виде дисперсных частиц (мыльные порошки) та-/ кая конструкция резьбовой пробки позволяет интенсифицировать, с одной стороны, перемешивание и, с другой стороны, подачу порошкообразной смазки к напорной волоке и в зону создания повышенного давления смазки.When using modern types of lubricants with the initial state in the form of dispersed particles (soap powders), this design of the threaded plug allows intensifying, on the one hand, the mixing and, on the other hand, the supply of powdered lubricant to the pressure head and into the zone of increased pressure of the lubricant .

При этом, с целью наибольшего воздействия ультразвука на пластические свойствапротягиваемого металла, напорная и рабочая волоки размещаются в сечениях, соответствующих узлам смещений изгибных ультразвуковых колебаний, т.е. пучностям знакопеременных напряжений.In this case, with the aim of the greatest impact of ultrasound on the plastic properties of the drawn metal, the pressure and working dies are placed in sections corresponding to the displacement nodes of bending ultrasonic vibrations, i.e. antinodes of alternating stresses.

Предлагаемое изобретение при волочении проволоки из стали ШХ-15, 11Х 18 М позволяет увеличить степень обжатия на 10% и снизить усилие волочения на 10-15% по сравнению с известным техническим решением.The present invention, when drawing wire from steel ШХ-15, 11Х 18 M, it is possible to increase the degree of compression by 10% and reduce the drawing force by 10-15% compared to the known technical solution.

Claims

The longitudinal axis of their housing is 3 TOOM 3 and is located in pressure and 4 and 5, tightly fastened with 1 bush 6 and pressed with a screw plug 7 with a channel 8, made with a helical groove 9 in increments of 8 times the width of the bar, and 8 bars. At the contact points of the transformer 2 oscillations with the housing 3, the last has grooves 10, for example, square-shaped, whose dimensions are multiples of half the wavelength of the flexural ultrasonic vibrations, and the pressure 4 and working 5 portions are located at the nodes of the flexural ultrasonic vibrations. The length of the housing 3 is chosen equal to half the wavelength of the longitudinal ultrasonic vibrations. The device works as follows. --- - -., ..-.-...., .... When electromechanical transducers 1 are excited, longitudinal ultrasonic oscillations are excited in the 2-waveform transformers and amplified by them. Transformers 2 oscillations of the excitation are given in the zone of the cavities 10, bending ultrasonic oscillations, displacements of the co-piix, i.e. the antinodes of alternating stresses, the arrival of the TC in the sections in which the pressure is placed, 4. and working 5 portages, and the antinode-displacements occur on the chain, which flows through the creation of an increased pressure of lubricant between the pressure and working fibers. As a result of the chosen dimensions of the tool body in the tool case 3, there are prododo-transverse vibrations, and in the threaded plug 7, due to the implementation of the grooves 9 along a helical line, longitudinal torsional vibrations occur. When implementing a helix with a pitch equal to the eighth part of the length of the longitudinal vibrations, intense mixing and supply of powdered lubricant to the deformation zone are observed. The presence of grooves 10 permits one to realize the effect on pressure head 4 and work 5 of both longitudinal-transverse ultrasonic vibrations propagating in housing 3 and bending ultrasonic sound vibrations in the area of grooves 10. The condition of the protruded metal in the deformation zone at the same time It is characterized as complex-stressing, which leads to a more efficient implementation of ultrasound on the plastic properties of the strand metal. 7 6, 4 Performing grooves along a helical line along the channel of the threaded plug of the tool creates a complex type of ultrasonic vibrations with the presence of longitudinal and torsional components, which leads to a decrease in the normal and tangential components of the contact friction and intensifies the effect of ultrasound on the pressure 4 and working 5 die . With the use of modern types of tailings with the original 6 m state in the form of dispersed particles (soap powders), the design of the threaded plug allows to intensify, on the one hand, mixing and, on the other hand, the supply of powdered lubricant to the pressure die and to the zone of increased grease pressure. At the same time, in order to maximize the effect of ultrasound on the plastic properties of the drawn metal, the pressure and work drains are placed in sections corresponding to the displacement nodes of the flexural ultrasonic vibrations, i.e. antinodes, alternating stresses. The present invention, when drawing wire from ShKh-15, IT 18 M steel, allows increasing the reduction rate by 10% and reducing the drawing force by 10-15% compared with the known technical solution. The invention The device for drawing metal with superimposed ultrasonic vibrations on an instrument, comprising at least one electromechanical transducer of ultrasonic vibrations and an oscillation transformer coaxially connected to it, perpendicular to the axis of which a dragging tool, made by Tkoruya, is positioned. and working dies, fixed in the case of threads with a channel plug, which is designed so that, in order to reduce the dragging force, to increase a single cut and improve usctti-tfrrrt f f. tmf x.nTTrrrfri Ti ggt rf lazyka, on the tool case in places of contact with an oscillation transformer of the VOLYGON groove, which is a multiple of half the length of the bending ultrasonic wave, and the pressure and working drafts are located in the displacement nodes of the flexural ultrasonic vibrations, and the channel screw plug is made with BHiiroBoii ka